Регулирование частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (изменение напряжения).

Подводимым напряжением к трем фазам статора асинхронного двигателя можно изменять максимальный момент, не изменяя критического скольжения. Устройством для регулирования напряжения может быть, например, тиристорный регулятор; при этом в каждой фазе статора двигателя находится два встречно-параллельно включенных тиристора. Управляя углом включения тиристоров (фазовое управление), можно плавно менять действующее значение напряжения.

Максимальный момент при пониженном напряжении снижается пропорционально квадрату напряжения

МК,И = МК (UИ/UНОМ)2,                                                                                               (66)

где МК,И, МК - соответственно максимальные моменты, развиваемые двигателем при сниженном и номинальном напряжениях;

UИ, UНОМ - соответственно пониженное и номинальное напряжения.

Критическое скольжение, не зависящее от напряжения, остается неизменным. Не изменяется также и синхронная угловая скорость, которая зависит только от частоты питающего напряжения и числа пар полюсов двигателя.

Регулирование угловой скорости двигателя при этом способе происходит за счет уменьшения модуля жесткости механических характеристик и осуществляется вниз от номинальной угловой скорости. Плавность регулирования определяется плавностью изменения напряжения; при применении тиристорного регулятора напряжения угловая скорость регулируется бесступенчато.

Механические характеристики двигателя при регулировании напряжения на статоре приведены в разделе 2 на рисунке 61. Из этих характеристик следует, что пределы регулирования весьма ограничены даже при использовании вентиляторной нагрузки, но они могут быть существенно расширены в замкнутых системах электропривода.

Изменение подводимого напряжения можно также осуществлять с помощью дросселей насыщения за счет плавного изменения индуктивного сопротивления цепи статора в широких пределах. При включении дросселей в цепь статора асинхронного двигателя величина падения напряжения в обмотках переменного тока дросселей, а значит, и величина напряжения на зажимах статора двигателя определяются степенью подмагничивания дросселей. Чем больше ток управляющей обмотки iУ, тем меньше падение напряжения на дросселе и больше напряжение на зажимах статора.

В двигателях с фазным ротором дроссели насыщения можно включить и в цепь ротора.

Дроссельное регулирование скорости отличается простотой, надежностью. Однако из-за неэкономичности работы двигателя на низких скоростях и громоздкости самих дросселей этот метод регулирования применяется в основном для маломощных приводов.

Регулирование частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей с фазным ротором.

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей В ряде специальных установок асинхронные машины с фазными роторами используются в качестве преобразователей частоты, для изменения фазы (фазовращатели) и для изменения напряжения (индукционные регуляторы). Одним из недостатков АД является неэкономичное регулирование частоты вращения. Частота вращения АД n_p = n_c (I - s) =(1 — s) при постоянном моменте сопротивления зависит от скольжения и частоты вращения поля. Изменение скольжения может быть достигнуто либо увеличением сопротивления цепи ротора, либо изменением потока. Первый способ применим лишь для АД с фазным ротором. Он дает возможность регулировать частоту вращения в широком диапазоне (практически от s = 1 до s = s_HOM), но не экономичен, так как в дополнительно введенных в цепь обмотки ротора резисторах возникают большие потери от полного тока ротора. Изменение частоты вращения поля п_с достигается либо регулированием частоты тока питания, либо изменением числа полюсов обмотки статора. Регулирование изменением частоты тока питания в последние годы получает все большее распространение в связи с развитием и совершенствованием тиристорных преобразователей. Основным недостатком данного метода наряду с высокой стоимостью самого преобразователя, некоторым снижением надежности работы всей установки и увеличением ее габаритов является несинусоидальность тока на выходе преобразователя, отражающаяся на технических показателях АД. Регулирование частоты вращения путем изменения числа полюсов статора широко распространено во многих приводных установках. Обмотки АД с переключением числа пар полюсов дают возможность ступенчатого (две, три или четыре ступени) регулирования частоты вращения. Многоскоростные АД применяются во многих промышленных приводах и выпускаются электромашиностроительными заводами как модификации основных серий машин общего назначения. Основным недостатком данного метода является невозможность плавного регулирования и меньшее, чем в обычных АД, использование активного объема машины: габаритные размеры многоскоростных АД всегда больше, чем односкоростных тех же мощности и частоты вращения. В некоторых установках применяют способ регулирования частоты вращения введением добавочной ЭДС в цепь фазного ротора. Источником добавочной ЭДС, частота которой должна быть равна частоте тока ротора (/₂ = s/j), может служить электромашинный или тиристорный преобразователь, частота на выходе которого определяется частотой вращения регулируемой машины. Другие возможные методы регулирования частоты вращения АД не получили распространения.